본 연구는 2005~2007년까지 3년에 걸쳐 폐광산 수계 의 유출수에 의해 직접적으로 영향 받는 하천 및 대조군 (Control, Co) 하천에서 이∙화학적 수질특성, 수질 내성 도 및 트로픽 길드 특성, 다변수 생태모형(Multimetric Health Model)을 이용한 생태 건강도 평가 및 물리적 건 강도 평가 모형(QHEI model)을 이용한 생물 서식지 평 가를 실시하였다. 또한, 폐광산의 유출수에 대한 생태독 성 평가를 위해 버들치(Rhynchocypris oxycephalus)를 이용하여 현장 Enclosure 노출시험(In situ Enclosure Bioassay) 을 실시하였고, 해부학적 장기 조직의 평가지수 모 형(Necropy-based Health Assessment Index, Nb-HAI)을 이용하여 대조군(Co)과 처리군(T)의 광산폐수의 영향을 평가하였다. 이들에 대한 장기 조직의 영향평가는 각 Enclosure에 10 개체씩 투입하여 지라(Spleen), 신장(Kidney), 아가미(Gill), 간(Liver), 눈(Eyes), 지느러미(Fins) 의 조직분석(Tissue analysis)을 실시하였다. 대조군과의 비교평가에 따르면, 폐광산의 유출수는 하천수를 pH 3.2 까지 떨어뜨려 강한 산성폐수와 유사한 특성을 보였고, 급격한 수소이온 증가 및 총용존물질(Total Dissolved Solid, TDS)의 증가를 가져왔다. 서식지 평가의 QHEI 모 델 값은 지점별 유의한 차이(p¤0.05)를 보이지 않은 반 면, 다변수 생태모형(Multimetric Health Model)을 이용 한 생태 건강도는 3년 동안 대조군(Co)에서 Mm-EH 모델 값은 16~20, 처리군(Mw)에서는 0으로 폐광 유출수의 영 향을 받는 지점에서는 “악화상태(P)”로 나타났다. 또한, Enclosure 노출평가 따르면, Nb-HAI 모델값은 3년 기간 동안 대조군에서 0~3으로 나타나 “최적~양호상태” (Ex~ G)로 나타난 반면, 폐광 유출수의 Enclosure에 포함된 처 리군(Treatment)에서 모델값은 모두 100 이상(범위: 100 ~137)을 상회하여 “악화상태(P)”로 평가되었으며, 크게 손상된 장기조직은 간(Liver), 신장(Kidney), 아가미(Gill) 로 나타나 향후 폐광산 유출지역의 수질 및 생태관리가 시급한 것으로 사료되었다.

본 연구는 대청호 본류유역 7개 지점과 대청호 유입 지류 8개 지점을 선정하여 2001년부터 2010년까지 측정 된 환경부 수질자료를 분석해 시∙공간적 변이를 파악하 고, 더불어 대청호 유입 지류에 의한 대청호 수질의 영향 을 분석하였다. 본류 수역의 연평균 수질 자료 분석결과 에 따르면, 질소(N) 및 인(P)의 농도는 호수대 내에서 상 류역에서 댐(M7)으로 갈수록 거리에 따라 1차 함수적으 로 감소하는 경향을 보였다. 호수내 유수대(M1~M3), 전 이대(M4~M6) 및 정수대(M7)의 TN과 TP는 외국 인공 호들과 마찬가지로 뚜렷한 Zonation 패턴을 보였다. 반 면, 호수내 유기물 지표로서 엽록소(CHL)와 BOD는 TN 과 TP의 구간별 연속적 감소 패턴과는 달리 전이대에서 최고치를 보였다. 유수대에서는 몬순 집중강우기인 8월 에 TP가 377 μgL-1로서 최대치를 보였으나, 정수대에서 는 7월에 165 μgL-1로서 최대치를 보였다. 한편, 유수대의 TN은 3월 최대치(8.52 mg L-1)를 보였으며, 정수대의 TN 은 본류에 비해 상대적으로 낮은 수치를 보였고, 최대치 는 8월 (3.76 mg L-1)에 관측되었다. 집중강우에 의한 이 온희석현상은 9~10월에 극명하게 나타났다. 호수내 제 한요인의 평가지표로서 이용되는 TN : TP 비는 88 이상 으로서 이미 대청호는 질소가 과잉공급 상태인 것으로 사료되었다. 몬순강우에 따라 호수의 수질은 악화되는 경 향을 보였으며, TP와 SS가 강우에 가장 민감하게 반응하 였고, CHL은 정수대의 변이 폭이 높게 나타났다. 호수내 로 유입되는 지천의 영향평가에 따르면, 도심형 하천이자 농공단지와 하수처리장의 영향을 받고 있는 T1, T2 및 호수내에 가장 큰 영향을 줄 것으로 사료되는 옥천천 (T5)의 오염도가 가장 높게 나타났다. 호수의 경험적 모 델 분석에 다르면, 호수내에서 CHL의 변이는 유수대 (Rz: R2=0.044, p=0.264)와 전이대 (Tz: R2=0.126, p= 0.054)에서 TN에 의해 통계학적 유의성을 보이지 않았 으나, 정수대(Lz)에서 질소는 조류 생장에 억제효과(R2= 0.458, p=0.032)를 가질 수 있는 것으로 나타났다. 한편, 유입 지천(Iw)의 TN은 호수내(Ir)의 CHL의 변이에 통계 학적으로 유의성이 없는 것으로 나타났고(R2=0.258, p= 0.110), 유입 지천(Iw)의 TP는 호수내(Ir)의 CHL의 변이 에 통계학적으로 유의성이 있는 것으로 나타났다 (R2= 0.567, p=0.005). 즉, 지천의 TP 유입은 대청호의 조류 생 장에 직접적으로 영향을 주는 것을 의미하였다. 한편, 대 청호의 TN : TP 비는 지천의 TN보다는 TP에 의한 영향 을 받는 것으로 나타나 결국 TN : TP 비는 직접적으로 인(P)의 농도에 의해 조절되는 것으로 나타났다. 따라서 호수내의 여름철 TP와 SS 유입을 최소화 시키고, 높은 인이 유입되는 도심형 하천(옥천천)의 수질 개선이 대청 호의 수질 개선에 큰 도움을 줄 것으로 사료되었다.

본 연구에서는 농촌 소하천의 적정 환경유지용수 산정을 위한 기초조사로 경상남도 고성군 하이면 와룡리에 위치한 봉현저수지를 수원으로 하는 봉현천과 하이저수지를 수원으로 하는 석지천을 시기적 우기이면서 농번기인 2011년 3월에서 9월까지 총 7회에 걸쳐 8개 지점을 선정하여 하천조사와 수문, 수질 모니터링을 실시하였다. 관개기와 비관개기로 구분하여 유량측정을 분석한 결과, 관개기는 선행강수량이 비교적 많았으나 7월을 제외한 기간에 대부분의 측점지점에서 유량을 측정할 수 없을 만큼 하천이 메말라있었고 비관개기에는 선행강수량이 적거나 없어 전 측점지점의 계측이 불가능했다. 유량의 차이가 수질의 변화에 어떠한 영향을 미치는지 확인하기 위해 수질항목들의 변화양상을 살펴보고자 수질관측지점별 pH, BOD, COD, TOC, SS, T-N, T-P 등 총 7항목에 대한 상관분석을 실시하였다. 하이저수지의 경우 탁도와 T-N, 및 탁도와 BOD의 상관계수가 각각 0.771 및 0.781로 유의수준 0.05에서 유의함을 나타내었고, 봉현저수지의 경우 TOC와 T-N의 상관계수가 -0.769로 유의수준 0.05에서 유의한 음의 상관관계를 나타내었다. 그러나 전체 조사기간 중 7월만 전 하천지점에 대해 수질시료를 채취할 수 있었고 그 외 기간은 결측값이 존재하여 정밀한 분석이 불가했다. 이는 농촌 소하천의 건천화 현상으로 하천유지용수의 부족을 나타내며 향후 지속적이고 장기적인 현장 모니터링을 통해 농어촌환경용수 공급을 위한 적정 유지유량 산정의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구는 농업용 저수지의 유역권(약 1,500ha) 중 직접 영향을 미칠 수 있는 도시화지역, 농경지 등, 대상지 일대의 생태적 특성을 분석한 후, 이를 바탕으로 생물다양성의 선결과제인 수질관리를 위한 유역권 생태계 관리방안을 제안하였다. 대상지 유역생태계 토지이용현황 분석결과 시가화지역(14.0%)에 의한 수질오염 가능성이 가장 높았고 유형별 분포는 상류에 대면적으로 분포하는 논(65.0%), 밭(11.3%), 시설경작지(5.7%), 과수원(3.9%) 등의 순이었다. 관리를 위해 수질에 영향을 미치는 정도를 평가한 비오톱 유형평가와 오염원 관리 우선정도를 평가한 수계권역 평가를 고려하여 5개 유형으로 구분한 결과, 수변에 인접한 오염원집중관리지역(11.3%)과 오염물질을 유발하고 있으나 수변에서 떨어져 있는 오염원관리지역(0.6%)에 대한 관심이 필요하였다. 관리는 저수지 생물서식 기능 향상 및 유역권 관리를 통한 환경친화적 호소관리를 통한 생물다양성 증진, 생태계 보전 및 복원방안을 제안하였다.

새만금 지역의 담수수자원의 활용과 고부가가치 창출을 위해 새만금 담수호를 활용한 요구수질별 용수공급을 위한 최적의 수처리 시스템을 선정하고 이에 대한 비용분석을 통해 요구수질별 담수수자원의 활용 방안을 제시하고자 하였다. 다양한 수처리 기법들의 종류, 주요 특성 및 오염인자 제거효율, 공법의 장단점 등의 비교분석을 통해 수질오염인자별 유리한 처리공법을 제시하였으며, 최적의 수처리시스템을 도출하여 새만금 지역 내 요구수질별 수처리 비용을 분석하였다. 연구결과를 통해 SS(Suspended Solid), BOD(Biochemical Oxygen Demand), 탁도 제거를 위해 FDA(Filter Disinfection Adsorption)여과기, 대장균 제거를 위한 UV(Ultra-Violet)처리공정, T-P(Total Phosphorus), T-N(Total Nitrogen) 제거를 위한 FNR(Ferrous Nutrient Removal)공법, 그리고 저농도 염처리 공정을 위해 전기투석법이 유리한 공법으로 조사되어 최적의 수처리시스템의 요소기술로 각각 선정되었다. 각 요구수질별 선정된 수처리공정에 따른 비용분석과 적용사례를 제시하여 새만금지역 담수 활용도를 높이고 부족한 상수원 해결의 대안으로 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구는 2010년에 국립수산과학원에서 실시한 황해 어장환경 모니터링 중 가로림만의 11개 정점에 대해 년 6회 짝수 달에 조사한 수온, 염분, 용존산소(DO), 화학적산소요구량(COD), 엽록소 a, 입자성부유물질(SPM) 및 영양염류를 분석하여 가로림만의 이화학적 특성을 파악하였다. 수온, 염분, COD, 용존성무기질소, 엽록소 a, SPM은 표 저층간의 유의한 차이가 있었으며, 그 외 조사 항목은 표 저층간의 차이가 없었다. 모든 조사 항목에서 정점간 유의적인 차이는 없었다. 수온은 전형적인 온대 수역의 변화 양상을 보였으며, 염분은 8월에 평균 31이상으로 저염분 현상은 발생하지 않았다. DO는 농도가 낮은 6~8월에 평균값이 빈산소 수괴 발생 농도인 3mg/L보다 높은 농도를 보였다. 엽록소 a는 전체적으로 6월 표층 1.68μg/L, 저층 2.38μg/L, 8월 표층 1.68μg/L, 저층 1.57μg/L로 여름철에 가장 높았다. 영양염류는 전체 조사시기별 중에서 2월이 높고 8월이 낮은 경향을 보였는데, 이는 여름철에 가로림만으로 들어오는 담수유입이 제한받고 여름철에 번식하는 식물플랑크톤에 의해서 영양염이 소비가 되었기 때문이라고 생각된다. DIN/DIP 비는 전체적으로 비슷한 값을 보였으며, 6월의 경우는 표층 30.52, 저층 37.89로 다른 조사시기별보다 높은 경향을 보였다. SPM은 2월 저층에서 44.15mg/L로 가장 높은 값을 보였는데, 이러한 현상은 겨울에 북서계절풍의 영향으로 사료된다. 영양염류의 결과와 저염분 현상 및 빈산소 수괴가 발생하지 않는 것으로 보아 가로림만은 외해의 해수 교환이 원활이 이루어지며, 작은 하천을 통해 들어오는 담수의 유입에 크게 영향을 받지 않는다. 그리고 해역별 수질등급은 전반적으로 I, II등급의 수질상태를 유지하고 있어 수산학적으로 매우 중요한 연안이므로 앞으로 지속적인 보전이 요구된다.

본 연구는 하천에서 가뭄으로 인해 나타나는 갈수현상 을 단기간의 유량의 감소로 모사하여 수질 및 부착돌말류 군집에 미치는 생태학적 영향을 인공수로에서 분석하였 다. 아크릴로 제작한 실내 인공수로에 부착돌말 인공기질 로는 슬라이드글라스를 설치하고, 부영양 저수지의 표층 수를 유입시켜 실험수로 이용하였다. 실험기간 중 부착돌 말 군체형성기 동안 모든 실험군의 유량은 6 L min-1, 이 후 유량감소기 동안 각 실험군의 유량은 NDF(No depletion of flow rate (Control): 6 L min-1), LDF (Low depletion of flow rate: 3 L min-1), 그리고 HDF (High depletion of flow rate: 1 L min-1)로 설정하였다. 유량감소의 영향을 비교하기 위하여 16일간의 실험기간 동안 유입수와 배출 수의 수온, 전기전도도, 용존산소, pH, 탁도, 부유물질, 영 양염 및 Chl-a 농도를 분석하였으며, 또한 부착기질의 Chl-a와 AFDM(ash free dry matter), 그리고 부착돌말류 의 조성과 세포밀도를 1일 간격으로 분석하였다. 광도는 처리 유량이 적어질수록 유의하게 증가했다(F=229.5, p= 0.000). NH4-N는 NDF보다 HDF에서 현저하게 높은 농 도를 유지하였다. 유입수의 SS 농도(100%) 대비 배출수의 SS 농도는 HDF에서 88%로 감소하였으며 LDF (97%)와 NDF (99%)에 비하여 높은 감소율을 보였다. 기질의 Chla는 NDF에 비하여 유량감소 처리군에서 약 2배 이상 유의하게 증가하였다(F=8.399, p=0.001). 또한 기질의 AFDM과 부착돌말류 총밀도는 NDF에 비하여 두 처리군 에서 유의하게 증가하였다(F=9.390, p=0.001; F=6.088, p=0.007). 실험기간 동안 대조군과 처리군 모두에서 Aulacoseira ambigua, Achnanthes minutissima, Aulacoseira granulata 등 총 3종의 부착규조류가 총 밀도의 10% 이 상을 보인 우점종으로 나타났고, 제1 우점종인 A. ambigua 는 LDF에서 가장 높은 밀도를 보였으며 HDF, NDF순 으로 생물량이 낮았다(F=8.551, p=0.001). 본 연구 결과, 인공 하천생태계에서 가뭄(갈수) 효과는 수질과 부착돌말 류 현존량에 유의한 변화를 야기하였으며, 특히 부착돌말 류 현존량이 유의하게 증가하였다. 이는 실제 하천에서 가뭄에 의한 생태계의 변화를 이해하는데 유용한 기초자 료를 제공할 것으로 사료된다.

본 연구는 섬강 수계 하천에서 하천의 형태복잡도와 부착규조류 군집 분포와의 관계를 자연지리, 토지이용도, 수리, 수질요인들과의 관계를 통해 분석하였다. 하천의 형태복잡도는 하천의 입지(고도)와 하폭 그리고 주변의 토지이용도와 밀접한 관계를 나타냈으며, 동시에 하천의 수질과도 유의한 관계를 보여주었다. 즉, 형태복잡도가 높 은 하천은 숲과 농경지의 이용도가 높았으며, 반면 형태 복잡도가 낮은 하천에서는 도시 이용도가 높게 나타났다. 한편, 형태복잡도가 높을수록 하천의 영양염의 농도가 낮 은 결과를 나타냈다. 섬강 수계에서 출현한 부착규조는 총 145 분류군(2목 3아목 8과 26속 125종 15변종 2품종 3아종)이 출현하였다. 하천의 형태복잡도 차이에 관계없 하천 형태복잡도와 부착규조류 군집 분포 119 이 부착규조류 군집의 종조성과 우점종의 차이는 크지 않 았으나 밀도와 지표종의 차이는 뚜렷하게 나타났다. 부착 규조류 지표종은 낮은 형태복잡도를 가진 지점들에서 호 오탁성종의 상대밀도가 높았던 반면, 복잡도가 높은 지점 들에서는 호청수성종의 종수와 상대밀도가 더욱 높았다. 부착규조류 생물지수(TDI, DAIpo)를 이용해 생물학적 수 질을 평가한 결과 형태복잡도가 낮은 지점들에서의 수질 이 상대적으로 불량하게 나타났다. 특히, BOD, TP, PO4-P 농도는 DAIpo와 높은 상관관계를 나타냈다. 결론적으로, 섬강 수계 하천의 형태복잡도는 부착조류 군집의 분포와 밀접한 관계를 보여주었으며, 보다 직접적으로 이들의 관 계는 형태복잡도의 차이를 결정짓는 주변 토지이용의 형 태가 하천수질에 영향을 미쳐 나타난 것으로 이해되었다.

동해연안의 수질특성 및 상태를 파악하기 위하여 2004년부터 2010년까지의 국가해양환경측정망 조사결과를 이용하여 수질인자의 거동을 분석하였다. 본 연구에서는 통계적 방법을 이용한 수질인자간의 상관관계 및 주성분 분석을 통하여 해역별 수질환경 특성을 파악하였으며, OECD의 부영양화 기준과 부영양도, 그리고 유기오염도 지수의 산정으로 해역별 오염상태를 평가하였다. 수질인자간의 주성분 분석에서 동해연안은 클로로필 a와 염분이 주요인자로 설명되는 2개의 요인으로 구분되었다. 해역별로는 죽변을 경계로 남부와 중부로 분류되었으며, 동해 중부 해역에서는 죽변, 그리고 남부해역에서는 감포연안이 별도로 분류되었다. 동해연안의 영양상태는 Oligotrophic~Mesotrophic 수준으로 구분되었으며, 부영양화도는 1 이하로 평가되었다. 유기오염지수는 동해연안 전 해역에서 양호한 수질상태로서 평가되었다.

여자만은 유기물 오염이 점차 진행되어 가고 있으며, 해역의 수질관리를 위하여 유역으로부터 유입하는 육상기인 오염물질을 GIS 기법을 이용하여 발생부하량과 배출부하량을 산정하였다. 목표수질을 달성하기 위해 해역의 환경용량을 초과하여 유입하는 육상오염물질의 양을 박스모델로 계산하여 삭감부하량과 허용유입부하량을 평가하였다. 여자만의 수질을 해역생활환경기준 I등급으로 회복하기 위한 허용부하량을 산정한 결과, 생물화학적산소요구량은 배출부하의 39.3%, 총인은 30.8%를 삭감해야 하고, 총질소의 경우 6.9%의 낮은 배출부하 삭감률을 나타내었다. 유역의 오염원 현황과 발생부하량 현황을 볼 때 토지계가 차지하는 오염부하 비중이 높고, 배출부하량에서도 가장 큰 비중을 차지하였다. 여자만의 해양환경 보호와 개선을 위해서는 육상기원 오염물질 중 점오염원 뿐만 아니라 축산계 및 토지계 부하 등 비점원 오염원에 대한 관리가 필요하다는 것을 시사한다.

2010년 2월부터 12월까지 상수원 호소인 가창호에 대한 수질 및 생물상을 조사하였다. 가창호 유역내 총 BOD 발생부하량은 생활계가 53%로 가장 많이 차지하였으며 토지계(27%), 축산계(16%) 순으로 나타났다. 가창호 유역내 총 TN, TP 발생부하량은 토지계가 각각 59%, 42%로 가장 많이 차지하였다. 가창호 유역내 총 BOD 배출부하량은 토지계가 61%의 높은 비율을 나타내었고 생활계(24%), 산업계(11%) 순으로 나타났다. TN,

Members of the non-biting midge family Chironomidae are the most widespread and abundant group of aquatic insects in fresh waters. Although the composition of chironomid communities is considered to be a potential biotic index for water quality assessment, it has not been used easily because of the difficulties with species level identification for larvae. This study was to analyse the molecular operational taxonomic units (MOTU) in chironomid communities to appropriately apply a species level identification. A total of 41 chironomid larvae collected from 7 sampling sites in the Han river system according to water quality were used for analyses. Partial mitochondrial DNA cytochrome c oxidase I (COI) genes were sequenced and analyzed. As a result, 35 different haplotypes (MOTU01-13) were obtained from the 673bp COI sequences. Average genetic distance was 0.0041 (range 0.000 to 0.013) within the MOTU and was 0.1703 (range 0.1181 to 0.2456) between the MOTUs. Nine MOTUs were found at the stream sites represented water quality A, 2 MOTUs at water quality C, and 1 MOTU at water quality D.

2010년 4월 20일, 반잠수식 시추선 Deepwater Horizon호가 폭발, 침몰하는 사고가 발생하였으며, 이로 인해 490만배럴(약 77.8만톤)의 원유가 미국 멕시코만으로 유출되었다. 이 사고로부터 1년 이상이 경과함에 따라 정부 측과 오염행위자 측의 각종 분석보고서와 사고로부터 얻 은 교훈 등이 발표되고 있다. 본 연구에서는 미국 버락 오바마 대통령의 지시로 구성된 “Deepwater Horizon 기름유출과 원해 석유시추에 관한 국가위원회”의 최종보고서와 미국 해안경비대(USCG)1)와 미국 에너지 관리․규제․집행국(BOEMRE)2) 합동조사반의 중간보고서를 바탕으로 기름오염 사고 원인과 사고대응에 대한 측면을 중점적으로 검토․분석하였다. 또한, 분석결과를 토대로 우리나라 정부에서 유출구 봉쇄조치 지 도감독 능력 강화, 현장소각과 임시방제정 프로그램의 도입검토 및 향후 미국의 연구개발성과에 대한 지속적인 모니터링 등 국가방제정책의 개 선방안을 제시하였다.